CN103241196B - 用于车辆中电子控制模块壳的安装*** - Google Patents

Abstract

一种用于车辆中的控制模块的安装***，包含具有凸缘的壳，该凸缘形成有适于容纳用于将壳固定到车辆的紧固件的开口。断裂引发器使断裂在凸缘或壳中发生，从而降低壳在引起横向力的侧面撞击碰撞过程中的弯曲。连接螺栓最好通过开口延伸进入车辆中，并且凸缘形成围绕开口的C型从而在侧面撞击碰撞过程中允许横向力迫使连接螺栓从开口中滑出。模块中的电子组件最好包括用于记录关于车辆碰撞的数据并在碰撞之后转述数据的事故数据记录仪、用于打电话请求救援的通信***以及用于切断车辆燃料供给的控制器。

Description

用于车辆中电子控制模块壳的安装***

技术领域

本发明涉及电子控制模块安装***领域，该电子控制模块安装***设计为当车辆碰撞时、尤其是当车辆经历侧面撞击时用来保护安装在车辆的控制模块中的电子控制装置。

背景技术

机动车辆中使用了多种电子控制***。这些控制***可以涉及车辆控制的所有方面。例如，变速器控制***具有多个通过电线连接到一个或多个控制模块的传感器。变速器控制模块还连接到变速器中的促动器，以便控制模块能够基于从传感器获得的各种感测到的参数控制变速器。感测到的与变速器控制有关的参数典型地包括来自油门传感器的驾驶员要求、通过发动机速度传感器的发动机速度等等。然后变速器控制模块在车辆行使时使变速器在各个速比之间转换。其它控制模块包括分别用于调节燃料泵和发动机的燃料控制模块和发动机控制模块。典型地，不同类型的控制模块会相互通信。例如，变速器控制模块最好对发动机控制模块发信号从而在某一速比转换过程中减小动力，并且发动机控制模块基于发动机的需要对燃料控制模块发信号从而提供或多或少的燃料。

控制模块的又一类型是约束撞车控制模块(restraint crash controlmodule)，其与在撞车过程中控制座椅安全带和安全气囊的激活有关。抑制撞车模块接收来自传感器的信息并确定车辆是否碰撞。通常被称为“黑匣子”的事故数据记录仪是另一类型的控制模块。该模块记录碰撞过程中的数据并且保存数据用于之后恢复。事故数据记录仪的功能可以由独立控制模块完成或并入另一控制模块，例如抑制撞车模块。

尽管不同类型的控制模块提供不同的、有时重叠的功能，但每一种模块通常配备有安装在机动车辆的结构部件上的壳。在该壳中，每一种模块最好具有一个或多个印刷电路板，印刷电路板支承完成控制模块需要的任务的电子组件。此外，控制模块壳配备有用于接线的连接器，其提供与传感器、促动器和其它控制模块的通信。以往，碰撞之后，控制模块不是必须要起作用。在整个碰撞事故期间，约束***的控制，例如安全气囊展开或座椅安全带控制，对乘客的安全至关重要。然而，在碰撞之后，***并不需要起作用。

政府法规现在要求车辆撞车数据在碰撞过程中被记录并且在碰撞之后的一段时间可恢复。附加的法规要求详述了用于车辆的控制***通过例如呼叫911呼叫紧急应答器，从而请求协助并将关于碰撞的详细情况的数据传送至紧急应答器，直到控制***接收到请求已经接受的确认。而且，当感测到碰撞时控制***必须切断燃料供给。此外，完成这些功能的控制模块必须能够在严重的侧面撞击之后依然起作用。美国联邦机动车辆安全标准214(Federal MotorVehicle Safety Standard214)中描述了用于这样的侧面撞击的标准测试，“侧面撞击保护”(由美国交通部、国家公路交通安全管理局颁布，以下称为FMVSS214)。FMVSS214描述了用于测试车辆的严重的侧面撞击的详细情况，包括每小时20英里侧面撞击杆的详细情况。

这样严重的侧面撞击通常将破坏现有的控制模块的功能。即使当模块安装在车辆相对受保护的区域，模块通常也会被破坏。按照惯例安装的设置在前座椅之间的车辆的中心通道上的控制模块将免受破坏足够长的时间以控制约束装置的展开，但依然会不符合新的政府法规要求。由于通道或其它安装表面变形，控制模块的壳也变形，因此损坏了电路板和模块的其它电子组件，并且导致模块不能运行，因而不能够符合新的政府要求。

通过以上讨论可以看出，需要一种安装***，该***允许电子控制模块免受严重的车辆侧面撞击碰撞并依然能够记录能够在以后恢复的数据、发送呼救信号直到控制模块接收到信号已经被接收的确认并发送信号至燃料控制模块从而切断燃料供给。

发明内容

一种用于车辆中的控制模块的安装***，包含具有中心腔的壳。电气组件位于腔内。凸缘从壳中伸出并且形成有适于容纳用于将壳固定到车辆的紧固件、例如连接螺栓的开口。凸缘形成围绕开口的C型从而在侧面撞击碰撞过程中允许横向力迫使连接螺栓从开口中滑出。为了进一步保护电气组件，可以提供断裂引发器，断裂引发器致使断裂在凸缘或壳中发生，因此降低壳在侧面撞击碰撞过程中由于横向力而产生的弯曲。断裂引发器最好由V型狭槽形成，该V型狭槽相对于车辆定向从而当经历横向力时产生断裂，在车辆的碰撞过程中，该断裂致使凸缘从壳中断开。断裂引发器总体上平行于车辆的纵轴延伸。

壳包括前壁、后壁和在前壁和后壁之间延伸的侧壁。电连接器安装在后壁上。凸缘附着在具有加固鳍片或角撑板的一个侧壁上。断裂引发器设置为通过加固鳍片扩散断裂。可选择地，存在从另一侧壁伸出的两个附加凸缘，每一个凸缘有两个断裂引发器，特别地，断裂引发器位于各自螺栓开口的每一侧上。电子组件最好包括用于记录关于车辆碰撞的数据并且在碰撞之后转述数据的事故数据记录仪、用于呼叫911帮助的通信***以及用于切断车辆燃料供给的模块。

通过以下对优选实施例的详细说明，本发明的附加的目的、特征和优点将更加显而易见，其中，视图中相同的附图标记表示对应的部分。

附图说明

图1是包括根据本发明安装有控制模块的车辆的示意图；

图2是包括根据本发明的第一优选实施例的具有C型安装凸缘的安装***的控制模块的俯视等距视图；

图3是图2所示的控制模块沿线3-3的横截面图；

图4是包括根据本发明的第二优选实施例的具有断裂引发器(crackinitiator)的安装凸缘的安装***的控制模块的仰视等距视图；以及

图5是安装在车辆上的图4的控制模块的等距视图，表示由侧面撞击碰撞导致的损坏。

具体实施方式

首先参照图1，所示为具有车体11和带有电池15的发动机12的机动车辆10。来自发动机12的动力传递至变速器18，然后传递至动力***20的其它部分，最终传递至驱动轮22。所示车辆10为后轮驱动车辆，但也可以利用包括前轮或所有车轮驱动***的任何类型的动力***布置。此外，尽管所示发动机12为内燃发动机，但也可以使用包括混合驱动***的其它类型的驱动布置。控制器25通过通信线27和28分别连接到发动机12和变速器18。控制器25利用来自若干来源的输入获得用于控制发动机12和变速器18的信息。座椅安全带传感器40确定座椅安全带41是否扣紧或解开，并且座椅安全带传感器40还通过通信线42连接到控制器25。安全气囊43通过通信线44连接到控制器25。点火开关47和刹车传感器48分别通过线50和51连接到控制器25。控制器25能够控制发动机25对机动车辆10在运行时发生的不同事故做出反应。例如，控制器25能够控制供给发动机12的燃料。

控制器25示意性表示为一个方框。然而，控制器25最好由不同模块构成。一个这样的模块是设计为在碰撞过程中控制安全气囊43的展开和座椅安全带41的操作的撞车约束模块55。撞车约束模块55最好安装在车辆10的相对安全的区域，例如在驾驶员座椅60和乘客座椅61之间通常被称为通道70的地方。通道70最好由金属板构成并且在纵向71上沿车辆10在动力***20之上延伸。由于撞车约束模块55设计为当车辆10碰撞时完成各种任务，因此撞车约束模块55设置在安全的区域内并且设计为免受由于碰撞而形成的力。车辆10中的通信线75能够使撞车约束模块55与车辆10中的其它***，例如安全气囊43、座椅安全带41和供给至发动机12的燃料通信。撞车约束模块55最好还与通信装置90，例如无线电或电话机通信，以便撞车约束模块55可以在碰撞时广播紧急信号。

参照图2和图3，表示包括允许模块55可受保护地附着在车辆10上的安装***115的撞车约束控制模块55的放大图。模块110具有最好由相对坚固的材料、例如铝或钢制成的外壳120。外壳120总体上是盒状并且配备有围绕用于容纳各种电子组件135的内腔130的前壁121、后壁122、上壁124、底壁126以及左、右侧壁127、128。更具体地，撞车约束模块55配备有支承电子组件135的印刷电路板140。电子组件135包括连接到存储器单元152的中央处理器150和其它电子单元154。中央处理器150还与一组在外部间隔的电连接器160连接。如上所述连接器160附着在通信线75上并且沿后壁122提供连接器160，这样连接器160很好地免受横向力并且不会干扰安装***115。右侧壁128配备有与底壁126齐平延伸的纵向间隔的安装凸缘170、172。用沿右侧壁128向上延伸的角撑板(gusset)182、184、186和188加固安装凸缘170、172。为每个安装凸缘170、172提供两个角撑板182、184、186和188。每个凸缘170、172配备有适于容纳紧固件，例如连接螺栓195、196的中心开口190、192。左侧壁127最好还包括连接螺栓198和关联凸缘199。螺栓195、196、198不仅用于安装壳120，还可以用于使电子组件150、152、154接地。

电路板140和电子组件150、152、154的主要致损原因之一是壳120的变形。在碰撞的过程中，通道70的金属板会弯曲和压碎。如果壳120以传统方式牢固地附着在通道70的金属板上，那么壳120将与通道70的金属板一起变形，进而将致使电子组件损坏。为了对抗该问题，每个凸缘170、172、199特别地设置为C型，从而在车辆10遭受使通道70变形的大的横向力时允许每个凸缘170、172、199及其各自的螺栓195、196、198分离。

更加具体地尤其参照图2，模块55具有三个凸缘：两个沿右侧壁128的凸缘170、172以及一个在左侧壁127的拐角部分的凸缘199。存在于侧面撞击撞车的力将趋于迫使螺栓195、196、198横向朝向侧壁127、128或远离侧壁127、128。由于各自C型凸缘170、172中的每个开口190、192与螺栓195、196、198的相对运动对齐，在侧面撞击过程中在模块55的一侧上的螺栓195、196或198将能够容易地从凸缘170、172或199中分离。例如，螺栓195、196可以容易地从凸缘中170、172分离，而螺栓198将继续保持在凸缘199中从而使壳55保持在通道70上而不破坏壳55或存在于其中的电子组件150、152、154。为了使该螺栓释放功能能够发生，螺栓195、196、198可以拧紧至预先确定的扭矩或设置在开口190、192的各自的套管(未示出)上面从而控制由螺栓195、196、198施加到凸缘170、172、199上的力。

现在参照图4和图5，所示为包括根据本发明的第二优选实施例的安装***115’的模块55’，其中当与图1-3的实施例相比较时，相同的附图标记表示对应的部分。模块55’的总体结构与第一优选实施例所示的相同，但安装***中有一些明显区别。因此，将不提供对模块55’的总体结构以及安装***115’的讨论。而是将在下文中讨论模块55、55’之间的区别。根据该实施例，模块55’配备有不是C型而是具有用以容纳各自的连接螺栓195、196(仅示出两个螺丝)的圆孔190’、192’、197’的凸缘170’、172’、199’。在该布置的情况下，在碰撞过程中连接螺栓190’、192’将不与凸缘170’、172’分离。而是在模块55’的底壁126上接近孔190’、192’、197’提供断裂引发器201、202、203、204。断裂引发器201、202、203、204设置在每个凸缘170’、172’的基部与侧壁128横向间隔并且在各自的角撑板182、184、186、188下面的位置。每个断裂引发器201/204最好采取具有V型的纵向狭槽的形式，如具有侧壁210、211的V型引发器204所示例的那样。在该构造的情况下，断裂引发器201-204有策略地设置并成形为沿各自角撑板182、184、186、188引起断裂250。

更具体地，尤其参照图5，对车辆10的车体11明显的撞击将致使通道70变形，例如260所示。基于该示例性侧面撞击，凸缘172’将遭受来自连接螺栓196的横向力。由于通过提供断裂引发器204而建立了较弱的部分，将使得凸缘172’有策略地通过角撑板188从底壁126中断裂，从而时凸缘172’与壳55’部分或完全分离。因此，基于该侧面撞击，壳55’将仅通过剩下的螺栓196、198保持在适当位置。最重要的是，壳55’与通道70上的金属板260的变形隔离，因此电子组件150、152、154得到保护从而保持接地并与通信装置90连接。具体地，已发现，至少通过20mph撞上杆或包括另一车辆在内的其它侧面撞击物的侧面撞击，电子组件150、152、154将保持功能性。此外，由于接线连接160附着在后壁122上，该布置使来自碰撞的与通信线75有关的可能的损坏以及扭力负荷最小化。

基于以上说明，容易显而易见的是：本发明的安装***控制约束控制模块壳和通道之间的动态相互作用。在每个公开的实施例中，至少一个螺栓将保持附着从而在碰撞之后约束撞车模块，并且电子组件将保持接地并且与通信装置连接。由于撞车模块保留信息并充当事故数据记录仪，所以重要的是在侧面撞击过程中模块不仅免受碰撞，而且模块的至少一部分尽可能长地与通道保持接触，对于前、后和翻车事故也同样如此。然而，与模块也没有受到车辆其它吸能结构保护的侧面撞击相关联，至少一个连接凸缘的受控横向分离得到确保，因而从剩下的连接凸缘中移除不需要的负荷应力并且保护约束控制模块免受通道变形的拉动。在该方法中，信息在碰撞之后将是可恢复的。而且，在碰撞之后模块将依然运行从而呼叫帮助，并且最好继续呼叫直到确认求救信号已被接收。此外，由于控制模块连接到发动机，当已经检测到碰撞时可以有利地切断燃料供给。

尽管结合本发明的优选实施例进行了说明，但应当容易理解的是，在不背离本发明的主旨的情况下可以对本发明做出各种改变和/或修改。尤其是，尽管C型凸缘和断裂引发器布置已经分别详细说明，但应当认识到，本发明的这两方面可以结合使用使得直接横向力将致使安装螺丝相对于凸缘移动，但任何明显的扭力将致使各自凸缘断裂。总的来说，本发明仅由权利要求的范围限定。

Claims (9)

1.一种用于车辆的控制模块的安装***，该车辆在纵向延伸并且包括驾驶员座椅、乘客座椅和具有壳的控制模块，其中壳具有内腔和位于内腔中的电气组件，其特征在于，所述安装***包含：

从壳中伸出并且形成有开口的凸缘；

穿过开口并将壳固定到车辆的车体部分的紧固件；以及

断裂引发器，所述断裂引发器相对于车辆定向，用以对由车辆的侧面撞击碰撞加在壳上的横向力做出反应而引起断裂，以能够实现凸缘和壳之间的相对移动，藉此使壳上的横向力降低并且使电气组件得到保护；

其中，壳包括在纵向对齐的前壁和后壁，并且壳包括至少一个与电气组件连接并在后壁裸露的电连接器。

2.根据权利要求1所述的安装***，其特征在于，紧固件是通过开口延伸进入车辆的车体部分的连接螺栓。

3.根据权利要求2所述的安装***，其特征在于，开口是C型开口，允许连接螺栓在车辆的侧面撞击碰撞过程中从开口中滑出。

4.根据权利要求1所述的安装***，其特征在于，断裂引发器适于使凸缘在侧面撞击碰撞过程中从壳中脱离。

5.根据权利要求1所述的安装***，其特征在于，断裂引发器构成狭槽。

6.根据权利要求5所述的安装***，其特征在于，狭槽是V型狭槽。

7.根据权利要求5所述的安装***，其特征在于，壳包括前壁、后壁、侧壁和底壁，所述狭槽在底壁中形成。

8.根据权利要求1所述的安装***，其特征在于，壳包括在前壁和后壁之间的侧壁，并且凸缘从壳的侧壁伸出。

9.根据权利要求1所述的安装***，其特征在于，凸缘通过加固鳍片附着在侧壁上，并且设置断裂引发器从而通过加固鳍片扩散断裂。